Abaqus橡膠
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-15
Abaqus橡膠的視頻教程
Abaqus橡膠仿真
教你快速學(xué)會(huì)Abaqus橡膠仿真！ 真正解決問題的仿真案例 本課程全部章節(jié)已更新完畢 *更多abaqus課程還請(qǐng)關(guān)注后續(xù)更新 本課程教你快速學(xué)會(huì)入門abaqus橡膠仿真 如果不愿意學(xué)，直接學(xué)習(xí)第二課快速應(yīng)用案例仿真
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ABAQUS橡膠密封件受壓仿真及后處理
講述了ABAQUS如何設(shè)置橡膠超彈性，并將其受壓，后處理接觸力和位移以及剛度曲線的提取。如有深層次疑問或技術(shù)難題，請(qǐng)咨詢vx:abaqusAz。 附件中有CAE詳細(xì)模型，供大家練手
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Abaqus橡膠的實(shí)例教程
橡膠材料作為一種具有可逆形變的高彈性、高分子聚合物材料，基于其在彈性特性方面所具有的超彈性與粘彈性一直被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域的減振制品中。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的橡膠制品，我們可以基于一些理論推導(dǎo)或工程經(jīng)驗(yàn)算法在設(shè)計(jì)初期來獲取其靜剛度特性。但由于橡膠具有非線性粘彈性與超彈性，這種理論計(jì)算結(jié)果往往與試驗(yàn)存在一定誤差，并且這種誤差在一般情況下是不可以忽略不計(jì)的，其具有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
為減小誤差或?qū)崿F(xiàn)零誤差的前期預(yù)測(cè)，我們引入了有限元仿真分析技術(shù)，其可以通過控制模型參數(shù)與網(wǎng)格質(zhì)量實(shí)現(xiàn)較小誤差的預(yù)測(cè)計(jì)算。其價(jià)值也在各個(gè)行業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)中得到了很好的驗(yàn)證。本文基于減振襯套簡(jiǎn)單講訴一下基于ABAQUS軟件的橡膠制品靜剛度仿真分析過程。
仿真分析過程可分為三個(gè)大過程：前處理、求解計(jì)算和后處理。本文基于ABAQUS軟件設(shè)定的分析步驟，不再重點(diǎn)區(qū)分分析的三個(gè)過程，將操作過程拆分為：部件、屬性、裝配、分析步與輸出設(shè)置、相互作用、網(wǎng)格、加載、作業(yè)提交與監(jiān)管以及計(jì)算結(jié)果的可視化處理九個(gè)模塊，下面講訴橡膠襯套靜剛度仿真分析過程。
一、部件
由于本文主旨是為介紹橡膠剛度仿真的過程，所以選用了結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的橡膠襯套為例，直接借助ABAQUS軟件的部件模塊常見如圖1所示的幾何模型。
圖1、幾何模型結(jié)構(gòu)圖
二、屬性
為了使仿真結(jié)果更接近與實(shí)驗(yàn)值或真實(shí)值，除了需要一個(gè)適合的仿真求解器和一個(gè)高質(zhì)量的網(wǎng)格文件，更需要選擇一個(gè)合適的橡膠本構(gòu)模型，在ABAQUS軟件中內(nèi)置了許多相對(duì)成熟的橡膠本構(gòu)模型（如圖2所示），我們可以通過指定相關(guān)的系數(shù)來實(shí)現(xiàn)本構(gòu)模型的定義,當(dāng)然我們還可以直接提交我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，交由ABAQUS軟件進(jìn)行擬合，得出相對(duì)精準(zhǔn)的參數(shù)。
展開 相關(guān)的理論視頻課程：【JY】橡膠支座精細(xì)化模擬分析案例與教學(xué)
【注意】：該插件可自動(dòng)生產(chǎn)有限元模型，包括 模型、相互作用、網(wǎng)格劃分、橡膠本構(gòu)(多種可選)、荷載 等，可直接修改荷載條件進(jìn)行分析。
【常見問題】水平滯回曲線可非常好好擬合試驗(yàn)支座曲線，豎向剛度(由于支座產(chǎn)品不同)需根據(jù)試驗(yàn)確定體積模量進(jìn)行調(diào)整分析。
【版本修訂】目前可適用于6.14~最新版本，歡迎下載使用！
【導(dǎo)讀】
為了方便大家在分析橡膠支座時(shí)的建模，筆者基于<a href="/major/abaqus">ABAQUS平臺(tái)開發(fā)了一種一鍵生成橡膠支座插件 (JYLRB)，該插件僅需在操作界面設(shè)置支座直徑、鉛芯直徑、封板厚度、橡膠厚度、鋼板厚度、橡膠層數(shù)、鋼材屈服應(yīng)力、面壓、所選擇的橡膠本構(gòu)模型以及剪切模量即可生成橡膠支座模型。內(nèi)容包括部件的建立及裝配、各部件本構(gòu)模型的設(shè)置、分析步的設(shè)置、相互作用的設(shè)置、邊界條件及荷載的施加、網(wǎng)格劃分、作業(yè)生成。該插件省去了繁瑣的建模步驟，以及本構(gòu)模型的計(jì)算，使用者僅需根據(jù)自身需要在模型上微調(diào)，可用于隔震支座及結(jié)構(gòu)的精細(xì)化分析。
【程序可解決的問題】
在使用ABAQUS平臺(tái)對(duì)橡膠支座進(jìn)行分析，動(dòng)自己的小手進(jìn)行建模時(shí)，由于橡膠與鋼板的接觸面眾多，在設(shè)置相互作用時(shí)過程繁瑣且很容易出錯(cuò)，消耗去大家大量的時(shí)間。本著能偷懶就偷懶的原則，筆者開發(fā)了這款插件。并且在進(jìn)行分析時(shí)，難點(diǎn)在于橡膠支座超彈性材料本構(gòu)的設(shè)置，橡膠材料的力學(xué)性能和金屬材料的力學(xué)性能有很大區(qū)別，如彈性，大變形，不可壓縮等。超彈性材料都有顯著的特征：
（1）能承受大彈性（可恢復(fù)）變形，應(yīng)變可達(dá)100-450%；
（2）由于材料分子鏈的拉直引起變形, 所以在外加應(yīng)力作用下, 體積變化很小。
展開 關(guān)于懸架橡膠的分析推薦《汽車懸架與橡膠彈性元件理論及設(shè)計(jì)》趙振東，本書對(duì)橡膠分析很有幫助。以下文章作為橡膠有限元分析入門參考,適合初學(xué)者,大神請(qǐng)繞道。
本文主要內(nèi)容:
一、后緩沖塊結(jié)構(gòu)尺寸介紹
二、確認(rèn)橡膠本構(gòu)模型參數(shù)C10，C01
三、hypermesh橡膠緩沖塊網(wǎng)格劃分3、abaqus橡膠有限元分析step by step
（1）材料屬性賦予
（2）零部件裝配
（3）建立載荷步
（4）接觸設(shè)置
（5）建立邊界條件
（6）建立job求解
四、后處理-繪制橡膠緩沖塊軸向負(fù)荷-變形曲線
后緩沖塊有限元模型介紹。
一、后橡膠緩沖塊結(jié)構(gòu)尺寸介紹
緩沖塊能夠限制懸架最大變形量的裝置。它減輕車軸對(duì)車架(或車身)的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過大的變形。緩沖塊由橡膠塊、鋼板、螺栓組成。
簡(jiǎn)化橡膠緩沖塊尺寸參數(shù)如下
二、確認(rèn)橡膠本構(gòu)模型參數(shù)C10，C01
多數(shù)橡膠材料是不可壓縮的，在橡膠工業(yè)中，常采用Mooney-Rivlin經(jīng)驗(yàn)公式，已橡膠材料硬度表示橡膠彈性，橡膠硬度（HA）用邵爾A型硬度計(jì)測(cè)出，通過經(jīng)驗(yàn)公式得到橡膠的剪切模量（G，MPa）、彈性模量（E,MPa）和兩個(gè)常數(shù)C10，C01 。
本次假設(shè)通過硬度計(jì)測(cè)出橡膠硬度為70度。計(jì)算得到E=5.84MPa，C10=0.78，C01=0.19。
展開 Abaqus仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程
（1）
背景
實(shí)物整體圖如下：
剖面圖：
外面是剛性法蘭，主體是橡膠球體，橡膠球體里面有嵌入的簾布層，簾布層里面有加固環(huán)，加固環(huán)也是嵌入在橡膠球體里。兩端法蘭和橡膠接頭兩端接觸，固定約束，橡膠球體和法蘭的一角在球體變形較大時(shí)接觸。分析在加載過程中該模型的應(yīng)力和變形情況。
（2）
Step By Step 建模操作圖文演示
1.
創(chuàng)建幾何模型
2.
創(chuàng)建三種材料屬性和截面屬性
3.
裝配
4.
設(shè)置兩個(gè)靜態(tài)分析步
5.
定義接觸屬性、兩個(gè)接觸對(duì)和兩個(gè)約束
6.
設(shè)置pressure類型的載荷
固定一端給另外一端施加位移
7.
劃分網(wǎng)格
8.
提交計(jì)算查看結(jié)果
整體變形云圖
加固環(huán)應(yīng)力云圖
橡膠應(yīng)力云圖
整體應(yīng)力剖面圖
文章來源：FILWTBY
展開 橡膠這種超彈性材料在醫(yī)療器材、工業(yè)、建筑和國(guó)防中等都具有廣泛的應(yīng)用。但橡膠的本構(gòu)關(guān)系非常復(fù)雜，在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，人們建立了很多理論模型來描述其力學(xué)特征。本文主要對(duì)Abaqus中橡膠本構(gòu)模型的選擇進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
一、概述
與金屬材料不同，橡膠在受力以后的變形非常復(fù)雜，并伴隨著大位移和大應(yīng)變。橡膠材料本身又是非線性材料，本構(gòu)關(guān)系復(fù)雜，無法像金屬材料那樣僅需幾個(gè)系數(shù)便可描述材料特性。
此外，橡膠在變形過程中的體積幾乎不變，同時(shí)其力學(xué)行為對(duì)溫度、環(huán)境、應(yīng)變歷史、加載速率等十分敏感，這樣就使得描述橡膠的行為更加復(fù)雜。
隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在可借助計(jì)算機(jī)使用有限元方法來分析工業(yè)中橡膠元件的力學(xué)性能，包括選取橡膠的本構(gòu)模型、擬合本構(gòu)模型等。
二、Abaqus中本構(gòu)模型的選擇
在Abaqus中進(jìn)行橡膠材料的本構(gòu)模型選擇、主要包括以下幾個(gè)步驟：
1、在Module中下拉選擇property，并依次創(chuàng)建密度、延展性和超彈性項(xiàng)，如圖1~圖3所示。
圖
1
新建密度
圖
2
新建延展性
圖
3
新建超彈性項(xiàng)
2、接下來需要定義橡膠超彈性的參數(shù)，包括試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、本構(gòu)模型的識(shí)別和擬合選擇等。這里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入以單軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，各步操作如圖4~圖5所示。
圖
4
試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入準(zhǔn)備
圖
5
數(shù)據(jù)導(dǎo)入（復(fù)制粘貼即可）
3、數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成之后，就根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行本構(gòu)模型的識(shí)別。如圖6~圖7所示。
展開 
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案例2：團(tuán)隊(duì)開發(fā)Abaqus橡膠材料插件，以年費(fèi)模式（2萬/企業(yè)）銷售至50家供應(yīng)商，年收入100萬。
案例3：開設(shè)“Ansys LS-DYNA爆炸仿真”專題課，單價(jià)2980元，年售400份，收入119萬。
五、風(fēng)險(xiǎn)提示
技術(shù)過時(shí)風(fēng)險(xiǎn)：AI替代基礎(chǔ)仿真操作（如自動(dòng)網(wǎng)格劃分）；
法律風(fēng)險(xiǎn)：軍工/航天項(xiàng)目可能涉及保密協(xié)議；
健康風(fēng)險(xiǎn)：高強(qiáng)度兼職可能導(dǎo)致職業(yè)倦怠。
汽車底盤襯套扭轉(zhuǎn)、偏擺剛度ABAQUS分析
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ABAQUS
減隔震元件的滯回面積~
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[3] 宋穎，榮繼剛，馬秋成，等.基于ABAQUS的圓柱形橡膠堆參數(shù)化建模的二次開發(fā)[J].信息技術(shù)，2022,52(1):146-148.
[4] YEOH OH.Some Forms of the Strain Energy Function for Rubber[J].Rubber Chemistry and Technology,1993,66(5):754-771.
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Abaqus軟件在分析橡膠等超彈性材料具有顯著優(yōu)勢(shì)，它可以根據(jù)用戶提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用最小二乘法自動(dòng)計(jì)算本構(gòu)模型中各個(gè)常數(shù)（如圖1、圖2所示）。
Abaqus 軟件具有非常強(qiáng)大橡膠本構(gòu)模型的定義功能，不僅提供了很多現(xiàn)有的本構(gòu)模型，還可以進(jìn)行模型本構(gòu)的自定義，并且具有橡膠材料評(píng)估的功能，從而保證了橡膠結(jié)構(gòu)件的模擬精度。本文對(duì)幾種定義方式進(jìn)行介紹：
1. ABAQUS中提供的超彈性材料的本構(gòu)模型
Mooney-Rivilin模型
Neo-Hookean模型
Yeoh模型
Ogden模型
來源：CAE技術(shù)資訊公眾號(hào)（ID：hxhycae），作者：樊新剛 趙瑞剛 董龍雷。
橡膠減振器因其阻尼性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在航天、船舶、汽車等工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但由于橡膠復(fù)雜的非線性力學(xué)行為，缺乏準(zhǔn)確的材料模型來描述其特性，使得橡膠減振器的選型和設(shè)計(jì)主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)方法，耗費(fèi)大量人力物力。隨著有限元技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展
本案例圖文指導(dǎo)干涉配合與橡膠壓縮，并對(duì)典型錯(cuò)誤給出分析解決辦法。
問題描述
頂部受壓縮載荷作用；結(jié)構(gòu)形態(tài)如下圖所示。
材料信息
除橡膠套以外均以解析剛體模擬，橡膠以超彈性模擬。
rubber
案例—天然橡膠隔震支座豎(軸)向力學(xué)性能
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